\section{二力的平衡}\label{sec:2-7}

一个物体受到的力常常不只一个，而是同时受到两个或几个力的作用。
例如，手中提着的鱼，既受到向下的重力，同时又受到绳子向上的拉力（ 图 \ref{fig:2-16}）。
两个人拉一根棍子，棍子同时受到两人向相反方向的拉力（ 图 \ref{fig:2-17}）。
棍子在这两个力的作用下，可能保持静止不动，也可能向着拉力大的一方运动。
\textbf{一个物体在两个力的作用下，如果保持静止状态，我们就说这两个力是平衡的}。

\begin{figure}[htbp]
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    \begin{minipage}{2cm}
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    \includegraphics[width=1.5cm]{../pic/czwl1-ch2-16}
    \caption{}\label{fig:2-16}
    \end{minipage}
    \qquad
    \begin{minipage}{7cm}
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    \includegraphics[width=7cm]{../pic/czwl1-ch2-17}
    \caption{}\label{fig:2-17}
    \end{minipage}
\end{figure}


作用在物体上的两个力在什么条件下才能够平衡呢？让我们来做图 \ref{fig:2-18} 所示的实验。
在小车的两端挂上细绳，细绳跨过滑轮，下端各吊一个小盘，两个小盘的质量相等。盘里放砝码。
小车受到两根细绳的方向相反的拉力 $F_1$ 和 $F_2$， 而且 $F_1$ 和 $F_2$ 在同一直线上。
实验表明，当两个盘里的砝码重相等，也就是 $F_1$ 和 $F_2$ 大小相等的时候，小车保持静止。
可见，\textbf{作用在一个物体上的两个力，如果在同一直线上，大小相等，方向相反，这两个力就平衡}。
两人拉一根棍子时，两人对棍子的拉力都沿着棍子，而且方向相反，如果两人的拉力大小相等，两个力就彼此平衡，这时棍子就保持静止不动。

\begin{figure}[htbp]
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    \begin{minipage}{7cm}
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    \includegraphics[width=6cm]{../pic/czwl1-ch2-18}
    \caption{}\label{fig:2-18}
    \end{minipage}
    \qquad
    \begin{minipage}{2cm}
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    \includegraphics[width=2cm]{../pic/czwl1-ch2-19}
    \caption{}\label{fig:2-19}
    \end{minipage}
\end{figure}

一个物体在两个力作用下保持静止的现象，在日常生活中到处可以看到。
吊在电线上不动的电灯，受到两个力的作用，一个是向下的重力，一个是电线对它的向上的拉力，这两个力彼此平衡，所以电灯保持静止状态〈图 \ref{fig:2-19}）。
放在桌子上静止不动的书，墨水瓶，一方面受到向下的重力，同时又受到桌子对它们向上的支持力，这两个力彼此平衡，所以书、墨水瓶保持静止状态。
放在地面上不动的箱子，也是在两个力的作用下保持静止状态的，它受到是哪两个力？请同学们自己分析一下。


\lianxi

(1) 挂在弹簧上的钩码静止不动时，钩码受到哪两个力的作用？这两个力的关系怎样？

(2) 你站在地面上静止不动时，身体受到哪两个力的作用？这两个力有什么关系？

(3) 茶杯重 2 牛顿，放在桌子上静止不动，茶杯受到哪两个力的作用？这两个力各是多大？方向怎样？用力的图示法画出茶杯所受的力来。

(4) 起重机钢丝绳上吊着的货物，在空中静止不动时，货物受到哪两个力的作用？它们的大小和方向怎样？
如果所吊的货物的质量是 5 吨， 这时钢丝绳对货物的拉力是多大？用力的图示法画出货物所受的力来。

(5) 作用在一个物体上的两个力分别如图 \ref{fig:2-20} 所示，这两个力能平衡吗？

\begin{figure}[htbp]
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    \includegraphics[width=0.6\textwidth]{../pic/czwl1-ch2-20}
    \caption{}\label{fig:2-20}
\end{figure}

\nonumsection{小实验：求形状不规则的物体的重心}

前面讲了几种形状规则的物体的重心。对于形状不规则的物体的重心，可以用下面的简单的实验方法求出来。
象图 \ref{fig:2-21} 那样，先通过物体上的任一点 $A$ 用绳子把物体挂起来。
当物体静止时，根据二力平衡的条件可以知道，物体受到的重力一定跟绳子的拉力在同一条直线上。
也就是说，物体的重心一定在通过 $A$ 点的竖直线上。用铅笔沿绳子在物体上画出竖直线 $AB$。
再通过另一点 $D$ 用绳子把物体悬挂起来，当物体静止时，同样可以知道，物体的重心一定在通过 $D$ 点的竖直线 $DE$ 上。
既然重心在直线 $AB$ 上，又在直线 $DE$ 上，所以，$AB$ 和 $DE$ 的交点 $C$ 就是物体的重心。
同学们可以用上面的方法来求出一块形状不规则的硬纸板的重心。

\begin{figure}[htbp]
    \centering
    \includegraphics[width=0.6\textwidth]{../pic/czwl1-ch2-21}
    \caption{}\label{fig:2-21}
\end{figure}

为了验证 $C$ 点是纸板的重心，我们可以在纸板上任意另选一点 $M$， 通过 $M$ 点用绳子把纸板挂起来，
画出通过点 $M$ 的竖直线 $MN$，那么，$MN$ 也应该通过重心 $C$ 点。大家做一做，看看是不是这样。







